孔隙结构特征 [自动保存的]

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多见于线接触式、凹凸接触式胶结砂岩。片 状喉道具有孔隙很小、喉道极细的特点。 强烈的压实作用使颗粒呈镶嵌式接触,不但 孔隙很小、喉道极细,而且呈弯片状。该类 喉道细小、弯曲、粗糙,容易形成堵塞。 多见于杂基支撑、基底式及孔隙式胶结类型 的砂岩。
喉道类型
4.弯片状喉道 5.管束状喉道
(a )
(b)
(c)
b.直接观测法:包括铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等。包括铸体薄
片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫描电镜法等。 c.数字岩芯法:包括铸体模型法、孔隙结构三维模型重构技术,这是当前及今后发展方向。
表4 孔隙结构研究方法和分类
分类 方法
间接测定法
直接观测法 数字岩芯法
毛细管压力法,包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、 动力驱替法、蒸气压力法等
①完整粒间孔隙
1.粒间孔隙(共同特点是不论颗 粒填隙物或孔隙均看不到溶蚀 现象)
②剩余粒间孔隙
③缝状粒间孔隙
是指粒间孔隙基本被填隙物充填,只剩余 一些缝隙
2.粒内孔隙 3.填隙物内孔隙 4.裂缝孔隙
按孔隙产状及 溶蚀作用分类
5.溶蚀粒间孔隙
①部分溶蚀粒间孔隙 ②印模溶蚀粒间孔隙 ③港湾状溶蚀粒间孔隙 是指相邻粒间孔隙之间的喉道同时受到溶 蚀,致使两个甚至多个粒间孔隙成长条状 孔隙者 是指岩石受到了强烈的溶蚀作用,致使一 个甚至几个碎屑颗粒与周围的填隙物都被 溶掉而形成的超粒特大孔隙 特点是孔隙不仅处于颗粒内部,而且数量 众多,往往呈蜂窝状或者串珠状 是指一些碎屑颗粒或(和)填隙物晶粒被 溶去而残留的印模孔隙
毛细管阻力平衡的外力的大小,以及压入岩样内的水银体积,就能求出与注入量对应的喉道大小。 计算孔隙喉道半径公式:
(1)当给一定的外加压力而将水银注入岩样,则可根据平衡压力计算出相应的孔隙吼道半径值。 (2)在这个平衡压力下进入岩样孔隙系统中的水银体积,是这个压力下的相应孔隙喉道的孔隙体积。 (3)孔隙喉道越大,毛管阻力将越小,注入水银的压力也小。因此,再注入水银时,随注入压力的 增高,水银将由大到小逐次进入其相应喉道的孔隙体系中去。 Pc —毛细血管压力,达因/cm²(1达因/ cm²=0.1pa); —表面张力,达因/cm² ;
可用J曲线来表示某层的平均毛细管压力曲线。
1.8 应用毛管压力-饱和度曲线确定孔隙、喉道大小和分布
通道孔隙。通道孔隙是指横向连续好且星板状或扁平状通 道的孔隙,为溶解作用成因。 裂缝。装缝是指碳酸盐岩中十分重要的一类储集空间, 同时也是沟通碳酸盐岩中各种 孔隙、溶洞的通道。 溶洞。溶洞是指不受岩石组构控制,由溶解作用形成的较大的储集空间,这类空隙形 态不规则,大小不一,连通性各异。其直径一般很大,有些可达1.5-2m,甚至更大。 晶洞。晶洞也称孔洞,为直径小于1cm的溶洞,小洞为大于1cm但小于1m的溶洞。大洞 为大于1m的溶洞。
2.次生孔隙
③收缩孔隙(砂岩中某些矿物如海绿石、赤铁矿、粘土矿物等发生脱水 或重结晶收缩而产生的裂缝)
④晶间孔隙(重结晶作用和胶结作用产生的晶体之间的孔隙)
3.混合孔隙
图 2 次生孔隙类型及形成模式图(据罗明高,1998) 注:A—砂岩中溶蚀作用前的主要孔隙特征,包括粒间孔、 收缩孔和裂缝;B—砂岩中溶蚀作用后的主要孔隙特征,包 括扩大的粒间孔、特大孔、粒内
图 1 储集岩孔隙网络系统(a 据陈碧珏,1987;b 据邸世祥,1991;c 据陈作全,1987)
2.研究现状
研究储层孔隙结构,深入揭示油气储层的内部结构,对油气田勘探和开发有着重要的意义。 储层孔隙结构研究主要集中于储层孔隙结构成因分析、储层孔隙结构的定量表征和分类评价、
基于储层孔隙结构研究进行储层评价、储层孔隙结构对流体活动的影响、储层孔隙结构对开发的影响、
1.4 毛管压力曲线的定量特征
① 入口压力Pd
Pd评价储集岩、Pd为二次运移的最小压力。 ② 饱和度中值压力Pc50、中值半径r50及h50
r50:
h50:相对渗透率曲线时这样计估计,有相对 渗透率曲线未必一定是h50,可能为h30、h40,即 是临界含水饱和度所对应的油柱高度。
1.5 最小非饱和孔隙体积百分数Smin%
表示最高压力所对应的以及比它更小的喉道半径对应的孔隙体积占整个岩样体积的百分数, Smin值与岩石的润湿性有关。可能代表残余油,也可能代表束缚水。
1.6 平均毛管压力和“J”函数
在毛细管压力曲线上,注入压力从零至最大值可以确定对应的平均毛管压力,用来说明岩样的平 均性质。平均毛管压力的表达式:
Pc
间的灰泥或胶结物受溶解和颗粒边缘被选择性溶解所形成的孔隙。
粒内孔隙。碳酸盐岩的粒内孔家指碳酸盐岩颗粒内部的原生孔隙和粒内溶孔。原生粒 内孔隙通常指生物体腔孔隙,即生物死亡后,软体部分腐烂济解,体腔未被全部填充 而保存下来的孔隙。张力孔隙连通性差,有效孔隙度不高,但常与生物碎粒间孔除伴 生,形成较好的储层。
具体测量时是在每个压力只待岩样中
达到毛细管压力平衡时,记录下压力值和
注入水银量,将水银进入体积除以岩样的
总体积,即为进入岩样的水银饱和度。将
若干压力点的压力值作为纵坐标,再将测
得的各点水银饱和度值作为横坐标,绘成
毛细管压力-饱和度图,就可以得到水银注
入该岩样的毛细管压力曲线。
1.3 毛细管压力曲线的形态分析
S max

0
PcidSi
简化表达式
S max
Pc
P
i 0
9
c ( i ~ i 1)
Si ~ i 1
S max
1.7 平均毛管压力和“J”函数
J ( Sw) pc K


J ( Sw)
ຫໍສະໝຸດ Baidu
pc cos
K

上两式称为J函数;做J函数与Sw的关系曲线称J函数曲线。由于J函数中Pc/σ cosθ 的存在,使J 值不受流体的影响。因而同样品用不同流体测得的J函数曲线应该是一样的。这给Pc资料对比带来很 大方便。Leverett认为:同类岩石J函数具有普遍意义,即同—岩层内各岩样可引一条J函数曲线。故
按孔隙直径大 小分类 管形<0.2um,裂缝<0.1um。粘土、致密岩中的 一些孔隙属于此类型。因流体与周围介质分子之 间的巨大引力,在通常温压下流体在这种孔隙中 不能流动,增大温度和压力也只能引起流体呈分 子或分子团状态扩散。
3.微毛管孔隙
碎屑岩孔隙结构 对于碎屑岩,可将空隙分为两大类,即狭义的孔隙和裂缝。进一步分为四小类:粒间孔隙、粒内孔隙、 填隙物内孔隙和裂缝。按成因将其分为原生孔隙和次生孔隙两大类,然后按产状和几何形状进一步分类。 粒间孔隙:顾名思义,粒间孔隙就是碎屑颗粒之间的孔隙,这些孔隙可以是原生粒间孔隙、 粒间溶孔、铸模孔或超粒孔等,也可以是次生的溶蚀粒间孔。所谓的溶蚀是指地表水和地下水相结合, 对以碳酸盐为主的可溶性岩石产生化学溶解和侵蚀作用。这种溶孔,形态多种多样,有港湾状、伸长状 等。粒间溶孔往往是在原生粒间孔隙或其他孔隙的基础上发展起来的。 粒内孔隙:颗粒内部的孔隙包括原生粒内孔、矿物解理缝和粒内溶孔。原生粒内孔主要是岩屑内的粒间微 孔或喷出岩屑内的气孔。常沿解理缝发生溶解作用。 填隙物内孔隙:填隙物内孔隙包括杂基内微孔隙、胶结物内溶孔(图2.4)和晶间孔等。杂基内微孔隙通常 是在黏土杂基和碳酸盐泥中所存在的微孔隙。这种孔隙极为细小在所有的碎屑岩储集岩中都或多或少存 在这种微孔隙。这种孔除虽可形成百分之几十的孔隙度,但由于孔隙半径小,渗透率往往很低。胶结物 内溶孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔。晶间孔为胶结物晶体之间的残留孔隙。 裂缝:裂缝包括沉积成因的层面缝以及成岩和构造作用等形成的裂缝。
铸体薄片法、图像分析法、各种荧光显示剂注入法、扫 描电镜法等 铸体模型法、数字岩芯孔隙结构三维模型重构技术
1 压汞法 1.1 原理
采用压汞法注入水银时,因为水银是非润湿相液体,欲进入孔隙系统,需要克服表面张力所产
生的毛细管阻力。控制水银进入孔隙系统的是喉道大小而不是孔隙大小,所以在测量过程中求得与
孔隙结构特征
汇报人:周洋
第一节 储集岩的孔隙和喉道类型
1.孔隙结构概念
孔隙结构(pore structure): 是指岩石内的孔隙和喉道类型、大小、分布及其相互连通关系。
岩石的孔隙系统由孔隙和喉道两部分组成。孔隙为系统中的膨大部分,连通孔隙的细小部分称为喉道。 孔隙:是流体赋存于岩石中的基本储集空间,而喉道则是控制流体在岩石中渗流的重要通道。流 体在自然界复杂的孔隙系统中流动时,都要经历一系列的交替着的孔隙和喉道。
油气田开发对储层孔隙结构的影响和储层孔隙结构研究方法手段的改进等几个方面。
3.孔隙及喉道类型
① 孔隙类型
①颗粒支撑的原生粒间孔隙 ②粒间基质充填不满所遗留下来的孔隙
1.原生裂隙 ③基质内部有杂基支撑的孔隙 ④原始岩屑粒内孔隙 成因分类 ①溶蚀孔隙(包括颗粒、基质、胶结物、交代物溶孔)
②破裂孔隙(一些层理缝和矿物解理缝也属此类)
Φ —水银的润湿接触角;r —喉道半径,cm。
1.2 毛细管曲线特征
压汞曲线形态主要受孔隙分布的歪度及分选性两个因素控制。 歪度:指孔、喉大小分布偏于粗孔喉或细孔喉,偏于粗孔喉的称粗歪度,反之称为细歪度。 分选:指孔喉大小、分布的均一程度。大小、分布愈集中,表明分选性愈好,毛管曲线上就会出现一
平台;当孔喉分选差时,毛管曲线是倾斜的。
图 3 碎屑岩孔隙类型示意图(据邸世祥1991)
图 3 碎屑岩孔隙类型示意图(据邸世祥1991)
② 喉道类型 1.孔隙缩小型喉道 多见于颗粒支撑、无或少胶结物的砂岩。孔 隙、喉道难分,孔大吼粗。
2.缩颈型喉道 3.片状喉道
多见于颗粒支撑,点接触式胶结的砂岩。具 有孔隙较大,喉道细的特点,因此具有较高 的孔隙度、很低的渗透率。
粒内溶孔。粒内溶孔是指各种碳酸盐岩颗粒内部由于选择性溶解,颗粒被局部溶蚀而
形成的孔隙。当溶蚀作用扩展到整个颗粒,形成与原颗粒形状、大小完全一致的铸模
时,可称为颗粒铸模孔隙。 基质内孔隙。所谓基质,是指有些岩石的矿物颗粒大小悬殊,大的颗粒散布在小的颗 粒之中,地质学中把大的矿物叫斑晶,小的矿物叫基质。基质内孔隙包括灰泥内孔隙、 胶结物孔隙等。灰泥内孔隙为碳酸盐灰泥中存在的微孔隙。这种孔隙极为细小,由于 孔隙半径小,滲透率往往很低。胶结物内溶孔为胶结物内发生溶解作用形成的溶孔及 胶结物晶体之间的残留孔隙。
(d)
(e)
颗粒
杂基
微孔隙
喉道
孔隙
图 4 孔隙喉道的类型示意图(据罗蛰潭、王允诚,1986) (a)喉道是孔隙的缩小部分;(b)可变断面收缩部分是喉道;(c)片状喉道; (d)弯片状喉道;(e)管束状喉道;
第二节 孔隙结构的研究方法
目前研究孔隙结构的实验室方法很多、发展较快,总体上分为三大类。 a.间接测定法:如毛细管压力法,包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法 等。,如毛细管压力法,包括压汞法、半渗透隔板法、离心机法、动力驱替法、蒸气压力法等。
晶间孔隙。晶间孔隙是指碳酸盐岩矿物晶体之间的孔隙,大部分是由于白云岩成岩作 用形成的。由于其孔隙度较大,常为石油或地下水的理想储层。白云岩中晶间孔隙的 发育主要是白云岩晶体之间未被置换的碳酸钙或石膏溶解所致。
晶内溶孔和晶体铸模孔腺。晶内溶孔为晶体内部被溶蚀而形成的孔腺。若整个晶体被
溶蚀,形成了与原品粒形状、大小相同的铸模时,则称为品体铸模孔隙。
碳酸盐岩空隙结构 与碎屑岩相比碱酸岩盐的储集空间更为复杂,不仅有狭义的孔隙,而且还有裂缝和 溶洞,储集空间的大小和变化很大,下面分别介绍。既可以和岩石组构有关,又可以与岩 石组构无关。 粒间孔隙。碳酸盐岩的粒间孔隙是指碳酸岩颗粒之间的孔隙,包括原生粒间孔隙和粒 间游孔。原生教间孔隙是指在颗粒含量高,颗粒星支排状时粒间未被灰泥和胶结物填 充的部分。灰泥,又称灰泥基质,是碳酸盐岩基本组成成分之.粒间前孔是由于赖粒之
④长条状溶蚀粒间孔隙
⑤特大溶蚀粒间孔隙 ⑥溶蚀粒内孔隙 ⑦溶蚀填隙物内孔隙 ⑧溶蚀裂缝孔隙
1.超毛管孔隙
流体可以在其中自由流动,服从静水力学 的一般规律。管形孔隙直径大于 500um, 裂缝大于 250um。
2.毛管孔隙
微裂缝和一般砂岩中的孔隙属此类。管形 0.2um-500um,裂缝 0.1um-250um。
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